鹽析萃取和糖析萃取發(fā)酵液中的乙偶姻.pdf

1、乙偶姻是一種廣泛存在于自然界物質(zhì)中的天然香料，亦可作為中間體或原料應(yīng)用于制藥、化工、液晶、涂料行業(yè)等相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)。當(dāng)前的乙偶姻生產(chǎn)研究多側(cè)重于菌種的篩選與改造以及發(fā)酵條件的優(yōu)化，對(duì)其分離研究很少，而乙偶姻下游分離過(guò)程比較困難，限制了乙偶姻的大規(guī)模生產(chǎn)和使用。本課題組前期已篩選得到一株高產(chǎn)乙偶姻的海洋枯草芽孢桿菌，并對(duì)其發(fā)酵特性進(jìn)行了初步研究。本論文在前期研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)發(fā)酵法生產(chǎn)乙偶姻的研究現(xiàn)狀，從發(fā)酵培養(yǎng)基、分離、分離與發(fā)酵耦合三

2、方面對(duì)乙偶姻的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究。
　　首先，響應(yīng)面法分析金屬離子對(duì)Bacillus subtilis DL01產(chǎn)乙偶姻的影響。利用Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)考察了七種金屬離子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mo6+、Zn2+、Mg2+、Fe2+及Ni2+對(duì)乙偶姻的生成有顯著影響，其中Mo6+和Mg2+對(duì)乙偶姻生成具有正效應(yīng);利用最陡爬坡實(shí)驗(yàn)和中心組合實(shí)驗(yàn)確定兩種金屬離子的濃度，并利用Design Expert軟件進(jìn)行分析，最終確定濃度為Mg2

3、+(1.85 mmol/L)、Mo6+(3 mmol/L);利用搖瓶實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)得乙偶姻的產(chǎn)量為47.79 g/L，比不添加任何金屬離子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(40.14 g/L)提高了16％，比只添加Mn2+(0.05 g/L)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(41.58 g/L)提高了13％。
　　其次，對(duì)混合溶劑鹽析萃取發(fā)酵液中的乙偶姻進(jìn)行研究?？疾炝艘遗家鲈诓煌}析萃取體系中的分配規(guī)律，選定萃取體系為溶劑B-乙醇(8∶2，v/v)/磷酸氫二鉀體系。當(dāng)發(fā)

4、酵液∶溶劑B-乙醇(8∶2，v/v)=1∶1(v/v)、磷酸氫二鉀用量占發(fā)酵液的質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為100％時(shí)，乙偶姻的回收率為95.59％。當(dāng)體系放大25倍，攪拌時(shí)間3 min，磷酸氫二鉀占發(fā)酵液的質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為50％和75％時(shí)，回收率均達(dá)到了95％。對(duì)鹽析萃取體系中的有機(jī)溶劑和鹽進(jìn)行回收再利用，有機(jī)溶劑重復(fù)利用一次后，乙偶姻回收率達(dá)到了85％。乙偶姻的回收率隨磷酸氫二鉀利用次數(shù)的增加而降低，說(shuō)明回收鹽中攜帶的雜質(zhì)對(duì)于乙偶姻在兩相的分配有顯

5、著影響。
　　最后，對(duì)有機(jī)溶劑糖析萃取耦合發(fā)酵生產(chǎn)乙偶姻的進(jìn)行研究?？疾炝艘遗家龊推咸烟窃诓煌俏鲚腿◇w系的分配情況，并通過(guò)搖瓶實(shí)驗(yàn)考察了有機(jī)溶劑對(duì)B.subtilis生長(zhǎng)的抑制情況。綜合乙偶姻和葡萄糖在糖析萃取體系的分配和有機(jī)溶劑的IC50，確定了毒性較小、回收率適中的乙酸乙酯體系。研究發(fā)現(xiàn)，體系中葡萄糖濃度、靜置時(shí)間及乙酸乙酯的用量對(duì)乙偶姻分配有影響。當(dāng)葡萄糖占發(fā)酵液的質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為100％，發(fā)酵液與乙酸乙酯的體積比分別為1∶

6、2和1∶3時(shí)，回收率分別為58.31％和65.35％，下相糖的回收率接近100％，上相中檢測(cè)不到色素和有機(jī)酸。選取發(fā)酵液與乙酸乙酯的體積比分別為1∶2體系放大，結(jié)果顯示，放大后的效果與小試結(jié)果一致。糖析萃取下相應(yīng)用于乙偶姻的發(fā)酵，乙偶姻濃度與對(duì)照組基本一致，菌體密度稍高，糖轉(zhuǎn)化率略低，證實(shí)了糖析萃取耦合發(fā)酵生產(chǎn)乙偶姻的可行性。
　　綜上所述，金屬離子對(duì)于乙偶姻發(fā)酵具有重要影響?；旌先軇}析萃發(fā)酵液中的乙偶姻具有回收率高、操作簡(jiǎn)單的